信號安全保障系統的製作方法

2023-06-03 11:41:46

信號安全保障系統的製作方法
【專利摘要】一種信號安全保障系統，通過使用無線方式使包含行駛路徑的佔有權信息的安全保障電文依次在列車的車上裝置和轉轍器裝置間進行傳閱，從而確保列車行駛的安全性，在該信號安全保障系統中，在上述安全保障電文失效了的情況下，存在不能更新車上裝置和轉轍器裝置間共有的佔有權信息，作為信號安全保障系統的功能停止的可能性。在規定時間未接收到安全保障電文的情況下，使恢復用電文傳閱並將失效前的安全保障電文的信息復原，基於該信息來重新發行安全保障電文來傳閱。
【專利說明】信號安全保障系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及能夠使列車安全行駛的信號安全保障系統。

【背景技術】
[0002]鐵道的信號安全保障系統是鐵道基礎設施之中構建最複雜強固的系統之一，其引進和維持需要高成本。在該信號系統之中尤其需要高成本的裝置是進行車站間的列車的間隔控制的地面ATP裝置、在前進路徑錯綜複雜的車站區域內進行列車的排他控制和前進路徑的結構控制的聯動裝置這種需要高運算處理能力的地面側的信號裝置。
[0003]這些裝置需要探測列車在線的軌道電路裝置、進行轉轍器的轉換/鎖閉的轉轍器裝置、點亮信號燈對列車駕駛員傳達行進許可的信號機裝置等大量的沿線設備，且連結這些沿線設備的電纜和接口也龐大。
[0004]由此，近年來，開發出能夠從已有的信號系統結構中削減需要高性能運算處理部的地面側的信號裝置、與這些裝置連接的沿線設備的信號安全保障系統。例如，如專利文獻I所公開，設計有如下信號安全保障系統:在存在於某控制區域內的列車、轉轍器之間傳閱電文，共有將控制區域分割為多個區段後每一區段的佔有權、轉轍器的狀態、對轉轍器的轉換指示等信息，進行控制區域中的列車的間隔控制、排他控制、前進路徑的結構控制。
[0005]在先技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2006-232106號公報
[0008]在專利文獻I的信號安全保障系統中，在列車、轉轍器之間傳閱的電文由於裝置的故障、無線的異常而失效的情況下，不能進行列車、轉轍器之間共有的區段佔有權等信息的更新，所以系統停止。此時，雖然指令員、車站員通過掌握處於該區間內的所有列車位置，並再次發行反映了該現狀的電文從而能夠使系統恢復，但是由於這會花費人力、時間，所以運轉率會降低。
[0009]另一方面，如果不掌握現狀就再次發行電文，則存在根據一個安全保障電文來實現的列車間隔控制、排他控制、前進路徑的結構控制發生崩潰的可能性，會出現不能使列車安全行駛的情況。


【發明內容】

[0010]為了達成上述目的，本發明是一種信號安全保障系統，其通過使包含行駛路徑的佔有權信息的安全保障電文在存在於由設定佔有權信息的I個以上區段構成的行駛路徑上的列車間依次傳閱，從而在列車間共有安全保障電文，確保列車行駛的安全性，該信號安全保障系統的特徵在於，各個列車在從發送安全保障電文起至接收下一個安全保障電文為止的時間經過了規定時間的情況下，中止基於正保有的安全保障電文的控制，進而列車中至少一個基於之前剛剛發送或者接收的安全保障電文製成恢復用電文，並使恢復用電文按照成員列表傳閱，其中，該恢復用電文具有以下信息:記述傳閱電文的順序信息的成員列表；由I個以上區段構成的行駛路徑中各區段的佔有權的歸屬即區段佔有權信息；和之前剛剛發送或者接收的安全保障電文的更新時刻信息。
[0011]此外，本發明是一種信號安全保障系統，其通過使包含行駛路徑的佔有權信息、向轉轍器指示開通方向的指示信息、和轉轍器是否固定的鎖閉狀態信息在內的安全保障電文在存在於由設定佔有權信息的I個以上區段構成的行駛路徑上的列車以及轉轍器間傳閱，從而在列車以及轉轍器間共有安全保障電文，確保列車行駛的安全性，該信號安全保障系統的特徵在於，各個列車或者轉轍器在從發送安全保障電文起至接收下一個安全保障電文為止的時間經過了規定時間的情況下，中止基於正保有的安全保障電文的控制，進而列車或者轉轍器中至少一個基於之前剛剛發送或者接收的安全保障電文製成恢復用電文，並使恢復用電文按照成員列表傳閱，其中，該恢復用電文具有以下信息:記述傳閱電文的順序信息的成員列表；由I個以上區段構成的行駛路徑中各區段的佔有權的歸屬即區段佔有權信息；記述列車向轉轍器指示開通方向的指示信息的轉轍器方向指示信息；記述轉轍器的方向狀態以及鎖閉狀態的轉轍器狀態信息；和之前剛剛發送或者接收的安全保障電文的更新時刻信息。
[0012]發明效果
[0013]即使在用於保證列車間隔控制、排他控制、前進路徑的結構控制的安全保障電文失效時也能夠安全地再次發行安全保障電文並使系統恢復。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是表示實施例1的一實施方式的示意圖。
[0015]圖2是表示實施例1的區域的範圍和區段的區間的路線圖。
[0016]圖3是表示實施例1的前進路徑上的各區段和轉轍器的方向的示意圖。
[0017]圖4是實施例1的安全保障電文的結構圖。
[0018]圖5是表示實施例1的必需進行安全保障電文的恢復的狀況的示意圖。
[0019]圖6是表示實施例1的安全保障電文的恢復時的傳閱的情形的示意圖。
[0020]圖7是表示實施例1的恢復時的恢復用電文的更新狀況的示意圖。
[0021]圖8是表示實施例2的恢復時的狀況的示意圖。
[0022]符號說明
[0023]101 列車
[0024]102列車安全保障裝置
[0025]201、211、221 轉轍器
[0026]202,212,222轉轍器安全保障裝置
[0027]301安全保障電文
[0028]401?404恢復用電文

【具體實施方式】
[0029]以下，基於【專利附圖】

【附圖說明】本發明的實施例。
[0030](實施例1)
[0031]圖1表示作為本發明一實施方式的信號安全保障系統的結構。本實施方式的信號安全保障系統由下述部分構成:設置於列車AlOl的列車安全保障裝置A102 ;設置於或者連接於轉轍器A201、轉轍器B211、轉轍器C221的轉轍器安全保障裝置A202、轉轍器安全保障裝置B212、轉轍器安全保障裝置C222 ;以及使用無線方式在該列車安全保障裝置和轉轍器安全保障裝置間傳閱的電文即安全保障電文301。當然也可以是有多臺列車的情況或者有4臺以上轉轍器以及轉轍器安全保障裝置的情況。
[0032]如圖2所示，在本實施方式中，將列車行駛的路線整體分割為預先決定的多個區域。接著，將I個區域進一步分割為許可I輛列車佔有的單位，將該分割後的區間稱為區段。在圖2中，將區域2分割為11個區段。在圖2這樣分割的情況下，在各區段內有存在轉轍器的區段和不存在轉轍器的區段。此外，將列車行駛的單位稱為前進路徑，其由連續的區段構成。
[0033]圖3是表示區域2的列車的前進路徑的圖。在本實施方式中，存在前進路徑IR、2R、3R、4L、5L、6L。這裡，稱為4L的前進路徑由區段11、具有前進路徑4L的開通方向為反位的轉轍器3的區段10、具有前進路徑4L的開通方向為反位的轉轍器2的區段5、具有前進路徑4L的開通方向為反位的轉轍器I的區段4、以及區段I這5個區段構成。由I輛列車確保區段11、10、5、4、1所有區段的佔有權，在各區段上的轉轍器的方向全都朝向前進路徑4L的開通方向，且能夠確認鎖閉(固定)的狀態的情況下，對該列車給予前進路徑4L的行進許可。另外，定位/反位/模糊位是表示轉轍器的方向的用語。定位指穩定的開通方向，反位指定位的反方向，模糊位指既不是定位也不是反位的狀態。
[0034]在本實施方式中，由I個安全保障電文301對I個區域內的所有區段的佔有權、針對所有轉轍器的方向指示、和所有轉轍器的狀態進行管理，使該安全保障電文301在已經進入區域內的所有列車、打算進入區域內的所有列車、和區域內的所有轉轍器間進行傳閱/共有。當然，如果不使管理的內容相重複，則也可以採用多個安全保障電文進行管理。另夕卜，打算進入區域內的列車向區域內的列車的安全保障裝置或者轉轍器安全保障裝置發送進入通知來轉達該情況。
[0035]接著，使用圖4來說明安全保障電文的一實施方式。在本實施方式中，如圖4所示，安全保障電文301由區域識別欄311、成員列表欄312、區段佔有權信息欄313、轉轍器方向指示欄314、轉轍器狀態信息欄315、電文類別欄316、更新時刻欄317構成。
[0036]在區域識別欄311中記入安全保障電文所管理的區域的識別信息。
[0037]在成員列表欄312中記入傳閱安全保障電文的裝置的一覽和發送的順序。
[0038]在區段佔有權信息欄313中記入持有區段佔有權的列車的識別信息。所謂區段佔有權是指列車為進入區段而必須確保的權利。該區段佔有權對I個區段存在I個，在不存在其他列車的記入的情況下，通過記入本列車的識別信息，能夠確保區段佔有權。
[0039]在轉轍器方向指示欄314中記入用於由持有轉轍器所屬的區段佔有權的列車來指示轉轍器的方向的指示信息。轉轍器按照該指示對轉轍器的方向進行控制。
[0040]在轉轍器方向狀態欄315中根據轉轍器的不同而記入轉轍器的方向狀態和鎖閉狀態的信息。列車通過確認該方向狀態和鎖閉狀態欄，來識別轉轍器的開通方向和鎖閉狀態。
[0041]在電文類別欄316中記入安全保障電文是控制用還是恢復用。
[0042]在更新時刻欄317中記入各裝置更新安全保障電文的時刻。
[0043]此外，在對安全保障電文進行通信時，以能夠確認向對方準確傳送了電文的方法來進行通信，以便不會發生通信的監聽或幹擾、數據的刪改、複製、遺失。例如，進行通信的加密及解密、連續編號的附加、時刻信息的附加、通信時間的檢查、發送或者接收源的事先確認和事後確認、數據的回信、針對數據基於檢錯碼的數據正當性檢查等。
[0044]如上所述，在區域內傳閱安全保障電文，確認各列車所請求的前進路徑的區段佔有權、轉轍器狀態，在可以的情況下更新電文並指示區段的佔有權的確保、轉轍器的轉換。通過採用這樣的構成實現列車的間隔控制、排他控制、前進路徑的結構控制，能夠使各列車安全地行駛。
[0045]接著，按照圖6來說明如圖5所示發生通信錯誤等從而安全保障電文失效的情況下的安全保障電文301的恢復方法。首先，關於區域內的所有裝置，在控制用的安全保障電文的傳閱等待時間經過了規定時間的情況下，即在區域內的裝置分別從發送剛剛之前的安全保障電文起至接收下一個安全保障電文為止所花費的時間經過了規定時間的情況下，視為安全保障電文失效，不將之前剛剛發送或者接收的安全保障電文使用於列車、轉轍器的控制中。這樣，所謂基於正保有的安全保障電文來中止進行列車控制是指，例如如果是行駛過程中的列車則進行制動控制，如果是停車過程中的列車則維持制動控制，此外，如果是轉轍器，則維持當前的狀態即可。其中，該安全保障電文的信息被存儲。至視為該安全保障電文失效為止的時間可以預先設定於各裝置中，可以是某裝置預先記入電文中，也可以設為與成員列表的裝置數目等安全保障電文的信息相應的可變值。此外，在經過了規定時間的情況下，為了在控制中不使用安全保障電文，也可以對安全保障電文附加標記。除此以外，也可以保存在與列車控制中使用的數據區域不同的數據區域中，並從列車控制中使用的數據區域中刪除。
[0046]按照圖7的時間序列來說明使通信錯誤後的系統恢復的方法。另外，將製成恢復用電文401的裝置稱為主裝置。在本實施例中，為簡單起見說明主裝置為I臺的情況。
[0047]時間序列501:預先決定的主裝置製成恢復用電文401。在本實施例中，以轉轍器安全保障裝置A202為主裝置來說明。主裝置將恢復用電文401的電文類別設為「恢復」，將轉轍器狀態信息設為「模糊位/非鎖閉」，將其他欄設為空白，這樣來製成恢復用電文401。
[0048]時間序列502:除電文類別欄、轉轍器狀態信息欄以外，包含更新時刻欄在內，主裝置將之前剛剛發送或者接收的安全保障電文的信息直接記入至恢復用電文401。對成員列表傳閱這樣製成的恢復用電文401。另一方面，將各轉轍器狀態信息設為「模糊位/非鎖閉」，且該轉轍器安全保障裝置寫入當前本裝置的狀態。在本實施例中，記入區域識別欄、成員列表、區段佔有權信息欄、轉轍器方向指示欄、轉轍器A的轉轍器狀態信息欄、電文類別、更新時刻。另外，在不是使用之前剛剛發送的安全保障電文而是使用之前剛剛接收的安全保障電文的信息來製成恢復用電文的情況下，以設定的傳閱等待時間為基礎，通過與推定列車可能存在的位置並實施恢復等其他方法進行組合，能夠確保安全性。
[0049]時間序列503:列車安全保障裝置A102對恢復用電文401和之前剛剛發送或者接收的安全保障電文的更新時刻進行比較。如果之前剛剛發送或者接收的安全保障電文的更新時刻較新，則關於區域識別欄、成員列表、區段佔有權信息欄、轉轍器方向指示欄、轉轍器A的轉轍器狀態信息欄、電文類別、更新時刻，對上次發送的安全保障電文的信息進行更新，如果之前剛剛發送或者接收的安全保障電文的更新時刻較早則不更新。在本實施例中，是安全保障電文在列車安全保障裝置A102和轉轍器安全保障裝置B212之間失效的情況，之前剛剛發送或者接收的安全保障電文的更新時刻較新，所以對恢復用電文401進行更新。
[0050]時間序列504:與時間序列503同樣地，轉轍器安全保障裝置B212對恢復用電文401和之前剛剛發送或者接收的安全保障電文的更新時刻進行比較，決定是否對恢復用電文401進行更新。本實施例是安全保障電文在列車安全保障裝置A102和轉轍器安全保障裝置B212間失效的情況，恢復用電文401的更新時刻較新，所以不對恢復用電文401進行更新。但是，轉轍器B211的轉轍器狀態信息與當前的狀況相匹配地進行更新。
[0051]時間序列505:與時間序列504同樣地,轉轍器安全保障裝置C222對恢復用電文401和之前剛剛發送或者接收的安全保障電文的更新時刻進行比較，決定是否對恢復用電文401進行更新。其結果是恢復用電文401的更新時刻較新，所以僅僅使轉轍器C221的轉轍器狀態信息與當前的狀況相匹配地進行更新。
[0052]這樣，使恢復用電文401在各裝置間傳閱。並且，在恢復用電文401返回作為主裝置的轉轍器安全保障裝置A202時，主裝置基於該恢復用電文401的信息，再次發行安全保障電文。在本實施例中，如果將該電文的電文類別設為控制用，將更新時刻設為當前時刻，則形成安全保障電文。通過這樣設置，能夠對安全保障電文失效前的安全保障電文的信息進行復原，並能夠掌握最新的轉轍器的狀態信息，從而能夠使系統安全地恢復。
[0053]另外，也考慮由於裝置的故障而導致安全保障電文失效的情況，在這樣的情況下，在恢復用電文401的發送或者接收時，如果沒有來自對方的應答則能夠視為發生了故障。在該情況下，通過將該裝置發生了故障這樣的信息追加至恢復用電文401並將該裝置從發送的成員列表中去除，將恢復用電文401向包含在成員列表中的發生了故障的裝置的下一個裝置發送，從而能夠傳閱恢復用電文401、之後的安全保障電文。
[0054]此外，在一部分本實施例中，裝置間的通信以無線方式為前提，但是本發明的效果不限於無線方式，也能夠通過有線方式實現。
[0055]實施例2
[0056]在實施例1中，設想主裝置為I臺的情況，但是也能夠通過預先對多個裝置分別設定作為主裝置的優先順序來將多個裝置設為主裝置。在該情況下，在預先決定了各裝置的優先順序的狀態下，各裝置製成記入了其優先順序的恢復用電文來傳閱，如果在本裝置發行了恢復用電文後，接收到優先順序比自身低的裝置的恢復用電文的情況下，通過中止該恢復用電文的傳閱，能夠對所有裝置傳閱沒有發生故障的裝置之中優先順序最高的恢復用電文。
[0057]圖8表示列車安全保障裝置A發生了故障的情況下的恢復方法。優先順序為，第一位設為轉轍器安全保障裝置A202，第二位設為列車安全保障裝置A102，第三位設為轉轍器安全保障裝置B212，第四位設為轉轍器安全保障裝置C222。在該情況下，如果未發生故障的各裝置發行恢復用電文，則如實施例1所述，在除外發生了故障的轉轍器安全保障裝置A202的情況下傳閱恢復用電文。其結果，列車安全保障裝置A102、轉轍器安全保障裝置C222所發行的恢復用電文403、404不會由未發生故障的裝置之中優先順序最高的轉轍器安全保障裝置B212傳閱，而是僅僅將轉轍器安全保障裝置B212的恢復用電文402向未發生故障的所有裝置傳閱。
[0058]通過以上這樣來執行處理，即使在用於保證列車的間隔控制、排他控制、前進路徑的結構控制的安全保障電文失效時也能夠安全地再次發行安全保障電文，使系統恢復。
[0059]另外，優先順序可以預先決定，也可以定期地基於可靠性來變更。進一步地，優先順序這樣的概念可以基於裝置的可靠性，也可以僅僅是順序附加。
【權利要求】
1.一種信號安全保障系統，通過使包含行駛路徑的佔有權信息的安全保障電文在存在於由設定上述佔有權信息的I個以上區段構成的行駛路徑上的列車間依次傳閱，從而在上述列車間共有上述安全保障電文，確保列車行駛的安全性，該信號安全保障系統的特徵在於， 各個上述列車在從發送上述安全保障電文起至接收下一個安全保障電文為止的時間經過了規定時間的情況下，中止基於正保有的安全保障電文的控制，進而上述列車中至少一個基於之前剛剛發送或者接收的安全保障電文製成恢復用電文，並使上述恢復用電文按照成員列表傳閱， 其中，該恢復用電文具有以下信息: 記述傳閱電文的順序信息的上述成員列表； 由上述I個以上區段構成的行駛路徑中各區段的佔有權的歸屬即區段佔有權信息；和 之前剛剛發送或者接收的上述安全保障電文的更新時刻信息。
2.根據權利要求1所述的信號安全保障系統，其特徵在於， 上述安全保障電文除上述行駛路徑的佔有權信息以外，還包含向轉轍器指示開通方向的指示信息、和轉轍器是否固定的鎖閉狀態信息， 在上述列車以及轉轍器間傳閱上述安全保障電文， 各個上述列車或者上述轉轍器在從發送上述安全保障電文起至接收下一個安全保障電文為止的時間經過了規定時間的情況下，中止基於正保有的安全保障電文的控制，進而上述列車或者上述轉轍器中至少一個基於之前剛剛發送或者接收的安全保障電文，製成恢復用電文，並使上述恢復用電文按照成員列表傳閱， 其中，該恢復用電文具有以下信息: 記述傳閱電文的順序信息的上述成員列表； 由上述I個以上區段構成的行駛路徑中各區段的佔有權的歸屬即區段佔有權信息； 記述上述列車向上述轉轍器指示開通方向的指示信息的轉轍器方向指示信息； 記述上述轉轍器的方向狀態以及鎖閉狀態的轉轍器狀態信息；和 之前剛剛發送或者接收的上述安全保障電文的更新時刻信息。
3.根據權利要求2所述的信號安全保障系統，其特徵在於， 存在於上述行駛路徑上的轉轍器在接收上述恢復用電文後，基於控制下的上述轉轍器的狀態，在上述恢復用電文中寫入上述轉轍器狀態信息，並按照上述恢復用電文所具有的成員列表對下一個列車或者轉轍器發送上述恢復用電文。
4.根據權利要求1?3中任一項所述的信號安全保障系統，其特徵在於， 存在於上述行駛路徑上的列車或者轉轍器在接收上述恢復用電文後，對上述恢復用電文所具有的更新時刻信息和接收到上述恢復用電文的列車之前剛剛發送或者接收的安全保障電文所具有的更新時刻信息進行比較， 在上述安全保障電文所具有的更新時刻信息比上述恢復用電文的更新時刻信息新的情況下，在上述恢復用電文中寫入之前剛剛發送或者接收的上述安全保障電文所具有的成員列表、區段佔有權信息、轉轍器方向指示信息或者更新時刻信息， 按照上述恢復用電文所具有的成員列表向下一個列車或者轉轍器發送上述恢復用電文。
5.根據權利要求1?4中任一項所述的信號安全保障系統,其特徵在於， 製成上述恢復用電文的列車或者轉轍器在上述恢復用電文被傳閱回來之時，基於上述恢復用電文中所述的區段佔有權信息或者轉轍器方向指示信息以及轉轍器狀態信息製成安全保障電文來傳閱。
6.根據權利要求1?5中任一項所述的信號安全保障系統,其特徵在於， 對存在於由設定上述佔有權信息的I個以上區段構成的上述行駛路徑上的各個列車或者轉轍器設定製成恢復用電文的優先順序， 上述列車或者轉轍器在本裝置製成恢復用電文後，在接收到優先順序比上述本裝置低的裝置製成的恢復用電文的情況下，中止傳閱。
7.根據權利要求1?6中任一項所述的信號安全保障系統,其特徵在於， 上述規定時間由成員列表的裝置數目決定。
8.根據權利要求1?7中任一項所述的信號安全保障系統，其特徵在於， 上述規定時間被記述於安全保障電文。
【文檔編號】B61L23/14GK104512440SQ201410497955
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年9月25日 優先權日:2013年10月1日
【發明者】中西佑介, 勝田敬一, 西野尊善, 今本健二, 山畳一廣 申請人:株式會社日立製作所